Проектирование учебного демонстрационного стенда "Цифроаналоговый преобразователь" с подключением к компьютеру через порт USB
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?енее10 лет10Поддержка ОС Windows 2000, 2003, XP11Подключение к компьютеруUSB-порт12Габаритные размеры не более160х160х4013Максимальный суммарный ток нагрузки не более0,2 А14Детали устройства помещены в общий корпус15Требования безопасности по ГОСТ 21552ГОСТ 2155216Стенд состоит из унифицированных составных частей.
Конструкцией и программным обеспечение стенда, должно быть, предусмотрен демонстрационный показ процесса преобразования цифрового кода в аналоговый сигнал пилообразной, треугольной и произвольной форм. На рисунке 7 показан примерный вид окна программы обеспечивающей взаимодействие оператора (обучаемого) со стендом. В окне программы должны быть расположены виртуальные кнопки 2тАж7:
открытия порта USB;
переключения прорисовки сигналов произвольной, пилообразной и треугольной форм;
кнопка ручного ввода значения кода на входах ЦАП;
кнопка ручной очистки прорисованного сигнала, окно индикации кода 1 и окно виртуального осциллографа.
Рисунок 7 - Примерный вид окна программы
.3 Обзор существующих методов решения поставленной задачи
Лучшим способом изучения любого электронного устройства является экспериментальное исследование его свойств с применение измерительных приборов. При этом лучше, если испытуемая схема собрана руками самого студента. Однако такой подход в реальности далеко не всегда приемлем по причине отсутствия достаточного времени на сборку схемы, необходимых комплектующих, отсутствия лабораторных условий и необходимого оборудования и т.д. Поэтому в учебной практике применяют различные учебные стенды, на которых уже собраны исследуемые с возможностью упрощенного подключения их отдельным измерительным приборам. В последнее время появились разновидности виртуальных или физически-виртуальных учебных стендов с применением персональных компьютеров.
Достаточно большой выбор учебных стендов предлагает Российское производственное объединение Росуч прибор Научно-производственный Институт Учебная техника и технология Южно-Уральского государственного университета. Однако подходящих по приемлемой цене учебных стендов для изучения принципа цифроаналоговых преобразователей в его каталоге не оказалось.
В настоящее время промышленность выпускает различные унифицированные модули, посредством которых можно без особых проблем подключать внешние устройства к персональному компьютеру, а с помощью несложных программ производить обмен информацией с этими вешними устройствами и управлять ими. Используя эти модули можно создавать различные учебные стенды, при этом существенно снижаются трудозатраты на изготовление и сборку стенда.
Ниже в этом разделе проводится обзор технических возможностей трех таких модулей:
) Модуль Ke-USB24A
Модуль Ke-USB24A предназначен для сопряжения внешних цифровых и аналоговых устройств, датчиков и исполнительных механизмов с компьютером через шину USB. Определяется как дополнительный (виртуальный) COM порт. Модуль имеет 24 дискретные линии ввода/вывода с возможностью настройки направления передачи данных (вход/выход) и встроенный 10-ти разрядный АЦП. Для управления модулем предусмотрен набор текстовых команд управления (KE - команды). Общий вид модуля Ke-USB24A представлен на рисунок 8.
Рисунок 8 - Модуль Ke-USB24A
Отличительные особенности:
интерфейсный модуль для сопряжения по шине USB;
определяется ОС Windows/Linux как виртуальный COM порт;
не требует дополнительных схемных элементов, сразу готов к работе;
24 дискретные линии ввода/вывода с возможностью независимой настройки направления передачи данных (вход/выход) и сохранения настроек в энергонезависимой памяти модуля;
встроенный 10-ти разрядный АЦП с гарантированной частотой дискретизации до 400 Гц.;
динамический диапазон напряжения входного аналогового сигнала для АЦП от 0 до 5 В;
набор готовых текстовых команд управления высокого уровня (KE - команды);
удобный форм-фактор в виде модуля с DIP-колодкой и разъемом USB-B;
возможность питания как от шины USB так и от внешнего источника питания (режим выбирается джампером на плате);
возможность сохранения данных пользователя в энергонезависимой памяти модуля (до 32 байт);
возможность изменения строкового дескриптора USB устройства;
каждый модуль имеет уникальный серийный номер доступный программно;
- поддержка ОС Windows 2000, 2003, XP, Vista, OS Linux.
2) Модуль WoodmanUSB
Модуль WoodmanUSB предназначен для решения задачи передачи данных между периферийным устройством и компьютером через шину USB на высоких скоростях (HighSpeed). WoodmanUSB представляет собой двунаправленный мост USB-FIFO с простым и доступным интерфейсом управления. С его помощью можно достичь скорости передачи данных по шине USB до 220 Мбит/с. Внешний вид модуля WoodmanUSB представлен на рисунке 9.
Отличительные особенности:
двунаправленный мост USB-FIFO;
параллельный интерфейс передачи данных;
скорость передачи данных до 220 Мбит/с;
простой интерфейс для взаимодействия с периферийным устройством (MCU/PLD/FPGA);
Рисунок 9 - Внешний вид модуля WoodmanUSB
два 8-ми битных независимых двунаправленных порта (PORTA и PORTB);
порт PORTA работает в режиме прямого ввода/вывода;
2 FIFO буфера (входной и выходной). Размер каждого составляет 1024 Байта;
различные режимы работы;
прямой ввод/вывод (PORTA);
асинхронный;
синхронный с внутренним тактированием (30 или 48 МГц);
синхронный с внешним тактированием;
полностью интегри
Copyright © 2008-2013 studsell.com рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение